PCB科技 - 為什麼要引入PCB樣品快速製造系統？

為什麼要引入PCB樣品快速製造系統？

現時，電子技術正以驚人的速度發展，世界電子產品市場將首次突破萬億美元大關。 在這個快速發展的市場中，雖然效能價格比在上升，但產品週期越來越短，平均只有兩年。 我們只知道我們剛到貨的產品在兩3年後就會過時。 我們在兩年或3年後使用什麼，今天我們還不知道。

這一趨勢必將給電子設計師帶來壓力。 幾年前，一種產品的構思和銷售需要六到八個月的時間。 現在，更複雜的工作需要在幾周內完成。

為了應對挑戰，必須進行兩項創新：一項是設計本身，另一項是PCB樣品製備。

在電路設計方面，EDA（Electronic design Automation，電子設計自動化）系統從根本上改變了電子產品設計的手段。 EDA設計不僅可以大大縮短產品開發週期，而且可以充分發揮設計師的經驗、智慧和個性。 現時，EDA系統的功能和價值已被人們所接受。 電腦設計系統已成為電子開發部門的基本配置。 越來越多的電腦系統跳到了電子設計師的平臺上。 與國外同行一樣，越來越多的中國電子設計師分享了EDA這一現代工具的好處。 EDA科技已經/正在為電力電子行業的發展做出巨大貢獻。

然而，另一方面，樣品製備仍沿襲傳統，在一定程度上抵消了電腦設計系統的進步，成為研發活動的瓶頸。

在電子和微電子行業中，PCB的設計和生產是產品開發過程中最關鍵的環節。 由於大多數元件、器件和集成電路可以在市場上購買，囙此只有PCB必須根據不同的產品進行設計和製造。 即使是具有相同功能的產品，即使是相同的電路，不同的設計師和不同的公司也有不同的PCB。 可以說，印刷電路板體現了公司、設計師和產品的特點。 電子產品的競爭一方面是產品效能和價格的競爭，另一方面是市場時機和風格特徵的競爭。 從本質上講，這兩個方面與PCB的研發密切相關。

在電子行業，大多數工程師都意識到原型階段的緊迫性。 當一個新產品即將展出、參加評估會議並向用戶提供原型時，通常需要日夜進行設計、調試、修改、重新設計和調試。 此時，時間組織為小時。 幾天甚至幾周的樣本PCB製造週期是完全不可接受的。 PCB被稱為印刷電路板，因為其製造技術調用了印刷科技。 與印刷科技類似，PCB科技非常適合大規模生產，但非常不適合樣本PCB生產。 在普通PCB工廠中，即使只是一塊PCB，即使PCB工廠專業為快板提供綠色通道，也需要數據準備、光繪版、數控資料獲取和數控鑽孔、孔金屬化、鍍膜、曝光、顯影、錫鉛合金電鍍、去膜、腐蝕等。 如此多的過程，如此複雜的科技，自然需要精心的生產組織，但也自然需要冷靜的時間。 毫無疑問，這種機制不適合提供快速靈活的模範服務。

在注重速度和創新的今天，在大多數產品的研發階段，仍然是將模範訂單交給PCB工廠。 從開始與PCB製造商聯系移交設計檔案到獲得PCB，通常需要幾天到一周，甚至幾周。 在此期間，電子設計師只能放下項目進行新項目的開發和設計。 樣本PCB發送後，他只能放下新項目，繼續上一個項目。 所有的項目都陷入了泥潭，這不利於設計師的靈感，也不利於項目的進度。

顯然，僅就速度而言，傳統的模範機制無法滿足研發階段的供應時間要求，市場迫切需要一種新的模範生產系統。

2、開發的電子技術對PCB模範製造機构的要求

電子技術的發展有3個重要趨勢。 首先，設計和製造週期大大縮短。 第二，不斷小型化； 第3，環境影響越來越受到重視。 電腦設計系統和製造技術是這種技術進步的主要驅動力。 樣本PCB生產系統必須適應這3種趨勢，才能與EDA系統相匹配，成為推動技術創新的兩個輪子。

首先，適合現代電子技術發展的模範製作系統應具有方便、快速製作PCB的能力。 只有這樣，設計師才能抓住每一個可能性，爭取每一個優勢。 有了這個系統，電子設計師應該在EDA系統上設計PCB，而不需要繁瑣的數據切換和傳輸。 可以從CAD數據中獲得PCB，並且可以立即安裝組件測試設計結果。 特別是當一個設計需要反復修改或有很多方法來實現它時，PCB必須像繪圖和列印一樣方便。 只有這樣，你才能捕捉到稍縱即逝的靈感，而不會忽視設計師的創作激情。 相反，如果你在一兩周甚至一兩個月後得到一個PCB，你甚至可能會讓利設計師自己的興趣，無形中消耗創新的力量。

其次，模範製作系統必須適應新一代包裝科技。 為了不斷更新產品，使其脫穎而出，我們不僅需要前瞻性的意識，而且需要領先的力量。 小而精緻是電子技術的永恒主題。 人們使用的電子產品，包括手機、尋呼機、筆記型電腦等，必然會更輕、更小、更强大。 電晶體製造商很早就開始了這場競賽。 SMD元件已成為市場上的主流產品，沒有100m和200m的寬度。這些元件的引脚之間的電力連接無法通過它們之間的導線實現。 這種精細的印刷電路板必須配備先進的設備，並在製造之前仔細處理。 即使對於一流的專業PCB工廠來說，這也是一個挑戰； 對於一般設備廠，會出現冗餘和力不足的現象，經常出現導線邊緣不規則、類似斷線或絕緣間隙小的現象，會影響產品效能和研發質量。

基於此，樣本PCB生產系統必須具備以高精度、細線和SMD科技製造PCB的能力。 只有這樣，設計者才能擺脫封裝和樣本PCB精度的限制，選擇他們想要匹配EDA科技的組件，並使新一代封裝的、更强大的電晶體組件在新產品中有用。

最後，製作模範時，不應造成環境和經濟負擔，讓科學技術、人與自然和諧發展。 這種生產系統，如示波器或EDA系統，應該成為電子實驗室中由設計師驅動的必要工具。 一般的PCB生產方法不適用於樣品PCB的製備。 眾所周知，印製電路板的生產有多種化學過程，如腐蝕、孔隙金屬化、電鍍等。大量的化學資料如酸、堿、有機物被使用。 其中包括致癌物甲醛、EDTA和有機添加劑等不可降解物質、含金屬的廢液和污泥等。這些物質會對環境造成很大負擔。

同時，由於生產過程複雜，生產機构不適合單件生產，也不適合電子人員。 囙此，模範製作系統應採用不同於傳統工藝的新方法。 最好實現你所看到的就是你所得到的，你所代表的，並在功能和準確性上實現或超越傳統流程。 另一方面，它不應該污染環境，降低生產成本。 它還應緊湊且易於操作。

3、適合電子行業發展的樣本PCB快速製造系統

德國LPKF電子實驗室快速PCB生產系統是一套電腦輔助生產系統，它與電子CAD/EDA系統相結合，形成一個獨立完整的電腦設計和驗證系統。

該系統與繪圖器一樣緊湊、簡單。 它通過串列埠與為PCB設計的電腦連接。 它可以在10分鐘以上製作單板，在1-2小時內製作雙板，在大約8-12小時內製作多層板。 設計思想立即得到驗證。 與電腦和EDA軟件一樣，該設備是現代電子設計環境中不可或缺的工具。

該系統不同於傳統的PCB生產工藝，對環境沒有污染。 它不需要高投資、大占地和嚴重污染的工藝，如光噴塗、化學鍍銅、薄膜腐蝕等。

PCB雕刻機隨機軟件直接讀取設計數據，經過自動計算後，電腦直接驅動PCB雕刻機在PCB基材上鑽孔。 用高速旋轉機械銑刀沿著導線和焊盤研磨不需要的銅箔，以形成線和焊盤。 用外銑刀從基材上磨出小PCB。 該系統的隨機CAM軟件與範本機一起簡化了整個PCB生產過程，無需電子人員瞭解複雜的PCB生產過程。 整個過程環保且易於操作。

操作員不需要PCB生產方面的專業知識和經驗，只需簡單培訓即可操作。

使用特殊的切割工具，結合範本機的高精度系統，可以在實驗室製作線寬/間距為0.1mm/0.1mm、孔徑為0.3mm的PCB樣品。 如此薄的線寬和間距以及小孔使高密度佈線成為可能，從而大大减小了PCB的尺寸。

快速面板系統不僅可以製作FR-4、FR-3PCB，還可以加工微波和射頻PCB。 聚四氟乙烯、RT/duioid微波面板可使用專用工具進行加工。 線路側壁平直，精度高。

為了適應不同密度的PCB，LPKF開發了3種不同的孔金屬化方法，可以概括為物理孔金屬化和化學孔金屬化。 物理孔隙金屬化完全避免了化學液體的存在，適用於底部和中等密度PCB。

先進的直接電鍍工藝用於化學孔的金屬化。 空穴傳導只需四步化學液體處理即可完成。 所有化學溶液均不含有害的HCHO（甲醛）、鉛、EDTA和其他物質，所有這些物質都是可生物降解的。 藥液在使用過程中不揮發、不排放或完全密封，對環境無污染，符合歐洲環保要求。 無需維護、分析或添加藥物。 可連續使用一年。

簡單緊湊的壓力機可以在實驗室製造多層板（最多六層）。 用於製造多層板的層壓設備已程式設計且易於操作。 對於操作員來說，無需掌握多層板製作的知識和經驗，只需輸入要壓制的多層板的尺寸即可。 低投資和低生產成本是LPKF快速板系統的另一個顯著特點。

SMD安裝系統是LPKF系列設備之一。 有了它，你將有一個新的PCB生產計畫。 裸面板完成了，PCB只完成了一半，需要安裝組件。 SMD安裝系統使用表面安裝科技來完成SMD過程，並從表面完成樣本PCB的生產。 LPKFPCB安裝系統，包括：點貼片、點貼、貼片、回流、修復、測試設備。 設計緊湊，控制簡單準確，手動操作，可安裝散裝和膠帶組件，適合實驗室和小批量生產。 LPKF fast board system提供的解決方案無法在國內完成樣品設計、製造和組件安裝。

4.PCB樣品快速製備的前景

LPKF樣品的PCB快速製備系統具有很大的實用性。 與EDA軟件一樣，它是電子工程師方便快捷的輔助工具，在電子設計過程中發揮著越來越重要的作用。 在新產品的設計和開發階段，使用快速板系統方便快捷的特性可以大大提高效率。 該系統在故障分析和設計階段更靈活。 創新、環保、品質——我們的理念。 相信LPKF的樣本PCB快速製作系統將以其方便、快速、高精度和環保的特點越來越受到中國電子工程師的歡迎，也將為EDA軟件等中國電子工程師帶來好處。